(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Расчет барабанной сушильной установки
Институт транспортной техники и организации производства
Кафедра: «Теплоэнергетика жд транспорта»
Курсовая работа по дисциплине:
«Теплотехнические установки и нормирование технико-экономических ресурсов»
Расчет барабанной сушильной установки
Москва 2010 г
Энтальпия и влагосодержание товаров сгорания горючего
Теоретическое количество полностью сухого воздуха нужного для сжигания 1 кг газообразного горючего, кг воздуха/кг горючего:
L0 = 1.38*(0.0179СО+0.248Н2+0.44Н2S+У(m+n)/4(12m+n) CmHn — O2)
L0 = 9.249 кг в-ха/кг т-ва
Пересчет большого состава на массовый делается по соотношению:
g1 = ri*(mi/m)
gco=0.0018*(36/25. 94) = 0.00249; gH2=0.5*(2/25.94)= 0.00003855;
gO2 =0.001*( 32/25.94) = 0.00123; gH2S = 0.0002*(34/25.94) = 0.0000262;
gCH4 = 0.63*(16/25.94)=0.3885; gC2H6 = 0.15*(30/25.94) =0.1734;
gC3H8 =0.086*( 44/25.94) =0.1458; gC4H10 =0.12*( 58/25.94) =0.2683;
gC5H12 =0.006*(72/25.94)= 0.0166;
Молярная масса горючего
m = У ri*mi
m = 0.0036+0.14+0.032+0.0068+10.08+4.50+3.78+6.96+0.432 = 25.94 гр
Низшая теплота сгорания горючего, кДж/кг. Сухого газа:
Qн=22.4*(22.33CH4+21.2C2H6+20.7C3H8+20.4C4H10+20.26C5H12+6.86H2S+53.55H2+4.51CO)
Qн = 47487 кДж/кг. Сухого газа
Высшая теплота сгорания сухого газообразного горючего, кДж/кг горючего:
Qв = Qн + 2512*У0/09*n*CmHn/12*m-n
Qв = 47487 + 4685 =52172 кДж/кг.горючего
КПД топочной камеры принимаем равным 0.9
? = 0.9
Теплоемкость горючего
Cm = Уcigi
Cm = 0.002484*1.04+0.0000385*14.42+0.00123*0.92+0.0000262*1.55+
+0.3885*2.23+ 0.1734*1.25 + 0.1458*1.67+0.2683*1.7+0.0166*1.703=
=0.0025896+0.000555+ 0.00113 + 0.00004+0.866355+ 0.21675+0.243486+
+0.45611+0.282698 = 1.815 кДж/кгК
Температуру горючего tm принимаем равной 25 С
количество сухих газов (кг/кг горючего) образовавшихся при сжигании 1 кг горючего:
Gсг = 1 + Ь*L0 — У0/09*n*CmHn/12*m-n
Gсг = 42 кг/кг горючего
количество водяного пара
Gп = У0/09*n*CmHn/12*m-n + Ь* L0*d0/1000
Gп =2.087 кг/кг горючего
С помощью диаграммы определяем, что влагосодержание внешнего воздуха
d0 = 6 г/кг в-ха
Энтальпия внешнего воздуха
hс.в = 22 кДж/кг
Также знаем что энтальпия водяных паров при температуре 900 С
hп = 4398 кДж/кг (из программки)
Ь получаем по соотношению:
Ь = 4
Влагосодержание товаров сгорания горючего ( г/кг сухого газа)
d = 1000*(Gп/Gсг)
d = 49.7 г/кг сухого газа
Энтальпия товаров сгорания горючего, кДж/кг
h = (Qв* ?+cm*tm + Ь* L0 *h0)/Gcг
h = 1338 кДж/кг
Термический расчет сушильной установки
Суммарный расход теплоты на 1 кг испаренной воды кДж/кг
qc = Q*B*?/W = q1 + q2 + q3 + q4
qc = 2560+287+572 +40 = 3459 кДж/кг
Нужный расход теплоты на испарение воды
q1 = hn2 — c2*t2
q1 = 2631 — 71 = 2560 кДж/кг
Расход теплоты на нагрев песка в установке:
q3 = G2*cm*( t» — t’)/W
G2 = G1 — W = 0.4678 кг/c
W = G1(w1 — w2)/(100-w2) = 0.0622 кг/с
q3 = 287.15 кДж/кг
Утраты теплоты с сушильным агентом
q2 = lcm*cвг*(t2 — t0) = 8.34*1.107 (70 — 8) = 572 кДж/кг
lcm =(q1 + q3 + q4)/(cсг*tсг — c2t2) = (2560+287.15+40)/346 =8.34 кг/кг воды
cвг = с2 + 0.00197*d
cвг = 1.125 кг/кг воды
Расход горючего, кг/с
B = qc*W/(Qв* ?)
B = 0.00458 кг/с
Удельный расход горючего, кг горючего/кг воды
b = B/W
b = 0.073 кг горючего/кг воды
количество теплоты, переданной от газов высушиваемому песку. кВт
Q = W*(q1+q3+q4)
Q = 180 кВт
Определение размеров сушилки
Тип внутреннего устройства барабана сушилки принять в согласовании с рисунком N 1. большой коэффициент теплоотдачи
бх = б’х + б»х + б»’х
бх = 402 + 11.5 + 111.5 = 525 Вт/(м куб.*К)
Для песка падающего с лопаток
б’х = б*б’к* F’m + б’луч*Fo
б’х = 402 Вт/(м куб.*К)
Где коэффициент учитывающий все индивидуальности передачи теплоты при падении частиц песка с лопаток, определяется по диаграмме на рис N 2.
По графику определяем что коэффициент б = 0.19
Коэффициент теплоотдачи
б’к = 0.72*(л/хЅ)*( WІ + 4.93*h)ј/( дср)Ѕ
б’к =311 Вт/(м кв.*К)
Средняя скорость сушильного агента м/с
W = Vcp/[(1-о)*0.785*DбІ]
W = 0.328 м/с
При степени наполнения песком барабана о = 0.018 (уточненное
И числе оборотов n = 1
Средний большой расход мокроватых газов в сушильной камере м куб./с
Vcp = B*хcp*Gсг
Vcp = 0.4289 м куб./с
Суммарная поверхность частиц, падающая с лопаток, отнесенная к 1м куб. барабана
F’m = 57.5*(1-m)*Dб*n*П/(2.45*дср*1000)
F’m =6.814 м кв./м куб.
Суммарная поверхность песка на завале и в лопатках м кв./м куб.
F»m = 2.37/Dб
F»m = 1.823 м кв./м куб.
большой коэффициент теплоотдачи через внешнюю поверхность слоя песка, находящегося на лопатках и в завале
б»х = б»к* F»m + б»луч*F»m
б»х =11.5 Вт/(м куб.*К)
где коэффициент теплоотдачи б»к определяется по эмперической формуле
где Nu = б»к*l/ л Re = с W l/м = с W l/сх = W l/х
За определенный размер в данной для нас формуле принимается величина средней длины скатывания частиц l = 0.75 м. Физические константы принимаются по подходящим характеристикам воздуха при средней температуре tcpг = 0.5*(tcг +t2)
tcpг = 230С
Re =0.328*0.75*1000000/37.8 = 6508
= 0.347*329 = 114.078
Nu = 114.078 = б»к*l/ л
б»к = Nu* л/l = 114.078 * 0.04134/0.75 = 6.288 Вт/(м кв.*К)
3-я составляющая большого коэффициента теплоотдачи, учитывающая теплоту, получаемою песком от наиболее нагретых деталей внутреннего устройства и обечайки барабана.
б»’х = б»’к* Fгол *[tсг -0.5*(t’ + t»)]/?t
б»’х = 111 Вт/(м куб.*К)
По формуле Юргеса
б»’к = 5.0 +3.0* (с W)
б»’к = 5.688 Вт/(м кв.*К)
Для прямоточного движения в барабане сушилки песка и сушильного агента
?t = (tсг — t’) — (t2 — t»)/ln[(tсг — t’)/ (t2 — t»)]
?t = (383.5 — 22)/ln(383.5/22) = 126.5
Для принятой конструкции устройства барабана
Fгол = 8.9/ Dб
Fгол = 6.846 м кв./м куб
Размер барабана сушилки, м куб.
Vб =1.2*Q*1000/ (бх *?t)
Vб = 3.252 м куб.
Длина барабана сушилки, м
Lб = Vб/(0.785* DбІ)
Lб = 2.5 м
количество воды, испаряющейся в единицу размера сушилки, кг/(м куб./с)
Wv =W/ Vб
Wv = 0.0191 кг/(м куб./с)
Проверка:
время прохождения песка через сушилку
ф = 12 Lб/(h/ Dб)* *[7tgщ + (0.0514*(с W/ дср*1000)]
ф =148с
Уточненное
о = ф*0.5*(2G1 — W)/(0.83* с cp* Vб)
о = 0.018
Степень наполнения барабана различается наименее чем на 5% как следует характеристики были выбраны правильно.
]]>